Révisions TP
Le programme de TP
précise les opérations que l’on doit savoir réaliser et les appareils que l’on
doit être capable d’utiliser. Dans le cas des opérations, le déroulement doit
être connu à partir du nom de l’opération.
Ex :
« réaliser une CCM, solvant X, éluant Y » ou « extraire la phase
aqueuse avec 2 fois 25 mL d’éther » ou « recristalliser dans l’alcool
en utilisant un montage à reflux » etc...
On se prépare…
· s’habiller de façon conforme aux consignes de sécurité : pantalon large, chaussures fermées, cheveux longs
attachés. Les bijoux sont déconseillés, surtout bagues et bracelets (pour leur
propre sécurité)
· les lentilles de contact sont interdites en salle de TP : prévoir des
lunettes.
· prévoir de la colle et du scotch pour coller les plaques de CCM, des stylos
de couleur pour les graphiques et la lisibilité.
· prévoir du papier millimétré ou ne pas hésiter à en réclamer aux
examinateurs
· emporter une blouse, des gants jetables, des lunettes de sécurité si on en
possède. Les gants et les lunettes sont fournis, les lunettes doivent être
portées en permanence sur les yeux, pas sur les cheveux.
· ne pas oublier la calculatrice
Début de l’épreuve
· lire la totalité de l'énoncé
(pendant que les autres se précipitent sur les balances et les produits). Ceci
ne constitue pas une perte de temps puisque le TP est prévu pour être fait
entièrement. La connaissance des opérations ultérieures peut influencer la
façon de mener les opérations successives.
· pour les TP « classiques » : analyser et comprendre le but
de la manipulation, le rôle des différentes opérations demandées : une
manipulation très bien réussie mais pas comprise entraînera une note < 10. Réfléchir
à la chronologie de l'épreuve, de façon à ce que les temps morts d'une partie
ne soient pas des temps perdus. Il peut être intéressant de faire des calculs
préliminaires avant de commencer à manipuler, ou de préparer la copie
« avec des trous » que l’on complétera au fur et à mesure de
l’avancement des manipulations.
· Le calcul des quantités de matière introduites devrait être un réflexe.
· Pour les TP « recherche » : préparer une description précise
de ce que vous voulez faire et réfléchir au matériel dont vous aurez besoin,
pour faire quelles mesures, sur quelles solutions…
· Penser à brancher à l’avance les appareils qui ont besoin d’un préchauffage
(bains d’huile, banc Kofler)
· La verrerie est réputée propre et sèche : ne pas la laver (surtout en
chimie organique, l’eau peut s’avérer néfaste à la réussite de la manipulation)
Pendant la manipulation :
Comportement :
· Tenir la paillasse aussi propre et ordonnée que possible, ne pas laisser de
matériel près du bord pour limiter les risques de casse, utiliser des pinces
pour attacher les montages hauts (attacher le ballon et le réfrigérant dans le
cas d’un montage à reflux ou d’une distillation), laisser la paillasse propre
et rangée à la fin du TP.
· Se déplacer dans la salle à une vitesse adéquate : ne pas courir, ne
pas se déplacer « à la vitesse
d'un escargot » (Mines-Ponts)
· Ne pas perdre de temps à faire la queue pour utiliser une balance ou autre
appareil.
· Respecter les règles de sécurité :
porter les gants et les lunettes quand
il faut. Le port de lunettes de vue ne dispense pas du port de lunettes de
sécurité par-dessus.
· Ne pas jeter à l’évier ou à la poubelle des produits toxiques, pendant la
manipulation ou au moment de la vaisselle. Si vous avez un doute sur la
« poubelle » à utiliser, demander. (Mines : un verre à pied sur
la paillasse)
· Prélever sous hotte si nécessaire.
· Ne pas sucer son stylo, ne pas se ronger les ongles, pas de chewing-gum,
pas de gâteaux, pas de boisson …
· Changer de gants pendant la séance si nécessaire, ne pas se toucher le
visage avec des gants sales, ne pas essayer de se ronger les ongles avec des
gants ( !). Enlever les gants pour se servir d’objets chauds (plaque
chauffante, banc Kofler…) ou d’un
ordinateur ou pour écrire.
· Se laver les mains avec du savon si le gant se perce, avant d’en mettre un
autre, et avant de quitter la salle à la fin de l’épreuve.
Prélèvement des
réactifs :
· Ne pas se tromper de réactif ou de quantité (sévèrement sanctionné, ça peut
être dangereux),
· Liquides purs : aux Mines (et peut-être aux autres) : directement dans
le flacon commercial avec une pipette propre
(on imagine que celui qui pollue le flacon commercial sera fortement pénalisé)
· Penser à peser les récipients avant d'y verser le produit à peser. Pour
cela, tarer la balance à vide, peser le récipient, noter sa masse. La fonction
« tare » de la balance ne doit être utilisée pendant une épreuve que
si vous remplissez le récipient devant la balance. Si vous vous éloignez, un
autre candidat risque de défaire votre réglage pendant que vous remplissez
votre récipient.
· Savoir qu’on peut peser un liquide
· Si la balance a des portes elles doivent être fermées au moment de la
lecture de la masse.
· Tenir la balance propre (éviter de la salir, et si ça arrive malgré vos
précautions, la nettoyer correctement, pas en soufflant sur les poussières ou
en balayant vers la paillasse ou vers le sol)
Le matériel à
utiliser :
· Réfléchir à la verrerie que vous devez utiliser : précision ou
pas? L’utilisation d’une verrerie trop
précise montre que vous n’avez pas compris ce que vous faites et peut être
pénalisée autant que l’erreur inverse.
· Attacher la verrerie en chimie organique :
à la fiole à vide
à
quand on associe plusieurs pièces, clips et serrage ferme
pour le ballon, lâche pour les autres
·
Penser aux supports élévateurs sous les appareils de
chauffage : jamais de chauffe-ballon directement posé sur la paillasse
(sécurité) et le support doit être en position « intermédiaire » pas
complètement basse.
·
Savoir qu’il existe des bains d’huile pour chauffer à
plus de
·
Faire circuler l’eau dans le réfrigérant avant de
chauffer ou de commencer l’addition.
·
Bien réfléchir au maniement des robinets à 3 voies :
les retours d’eau, même contenus par la fiole de garde, montrent une mauvaise
maîtrise du matériel.
· Si un appareil vous est inconnu, demander
à l'examinateur des indications précises, par exemple: « comment
règle-t-on le zéro ? » plutôt que « comment ça marche? ». Vous
pouvez ne pas connaître ce modèle, mais le principe doit être connu. En cas
d'échec, demander la notice.
· Ne pas oublier d’étalonner les appareils si nécessaire. Dans le cas
contraire, il faut être capable d’expliquer le choix de ne pas étalonner.
Les conseils
permanents :
· Profiter des temps "morts" pour commencer le compte rendu.
· Ne pas poser les produits sur des tables destinées à l’écriture du compte
rendu.
· Soigner le rendement: éviter de renverser le produit, de jeter une phase
qui vous parait sans intérêt, bien gratter les filtres. Ne pas utiliser trop de produit pour les analyses (CCM, banc
Kofler, réfractomètre…) la note dépend entre autres de la quantité de produit
rendue en fin de manipulation.
· L’expérience prime toujours sur la théorie : si on observe une
situation inattendue, il faut le signaler, en tenir compte dans la suite et chercher
une explication.
· Bien agiter quand on fait une
dilution. Les ouvrages de techniques de laboratoire décrivent de la
manière suivante la préparation (ou la dilution) d’une solution :
à placer dans la fiole jaugée le corps pur à dissoudre ou la solution à
diluer.
à ajouter de l’eau jusqu’aux 2/3 du « ventre » de la fiole.
à agiter sans retourner jusqu’à homogénéisation du contenu
à ajuster au trait de jauge
à éponger les gouttes restées à l’intérieur du goulot de la fiole
à agiter en retournant au moins 20 fois, en faisant bien circuler la bulle de
bas en haut à chaque retournement.
· Dosage : agiter pendant
qu’on verse le réactif.
· En cas de dosage pHmétrique ou potentiométrique, évaluer
par le calcul le volume équivalent si c’est possible, ou faire un prédosage rapide (Mines : pas de prédosage,
l’énoncé est assez précis…), sans relever de valeur, juste pour avoir une idée
des points d'équivalence et avoir beaucoup de points dans ces zones pour
détecter l'équivalence de façon précise.
Le compte rendu.
· Rédiger au fur et à mesure de l’avancement.
· Attention à l’orthographe et à la grammaire !
· Ne doit pas reproduire l'énoncé du TP.
· Doit faire apparaître les raisonnements, les équations des réactions doivent impérativement figurer, même si ce
n’est pas demandé expressément. Les calculs doivent être détaillés.
· Doit faire figurer les quantités
effectivement mises en jeu (peser une masse voisine de …)
· Doit faire apparaître clairement
les résultats "bruts" comme volume versé à l'équivalence, tableaux de
mesure, masse de produit obtenu, température de fusion, etc...Ne pas hésiter à
consacrer une feuille spéciale à ces données, de façon à éviter qu’elles soient
noyées au milieu des calculs et des réponses rédigées aux questions. On peut aussi
utiliser une couleur particulière pour les résultats.
· Doit également contenir, en plus des réponses aux questions de l'énoncé,
vos remarques sur la manipulation, et les éléments qui, ne figurant pas dans
l'énoncé, vous paraissent importants: colorations, dégagements gazeux, effets
thermiques, etc...
· Soigner les graphiques : il
faut un titre, une légende, des graduations et des unités sur les axes. Choisir
une échelle simple : vous ne devez pas avoir besoin d’une calculatrice
pour placer les points (ou, dit autrement, l’examinateur ne doit pas avoir
besoin d’une calculatrice pour lire votre graphique). Marquer de façon
différente les points expérimentaux et les points "de travail", ceux
qui servent à calculer une pente par exemple.
· Dans certains cas, on peut utiliser l’ordinateur pour tracer les courbes et
les exploiter, mais ce n’est pas systématique. Si c’est le cas, faire en sorte
que les graduations des axes soient lisibles.
· « Une réponse donnée oralement à un membre du jury dispense de la
rédaction de la réponse écrite » (ENS)
· Le tableau de valeurs n’est pas obligatoire si la courbe est tracée
· Calcul de rendement : penser à tenir compte de la pureté des réactifs
indiquée sur les emballages.
· Calcul d’une constante d’équilibre, d’une constante de vitesse, d’un
E° : préciser la température.
Remarques relevées dans des rapports de concours :
En général
· Les jurys insistent sur la qualité de la manipulation : quantité et
pureté des produits, résultats expérimentaux précis…
· Différence entre entonnoir à liquide, à solide, sabot de pesée. Ne pas
hésiter à utiliser un entonnoir pour les transferts « sans perte » et
pour les produits corrosifs.
· Ne pas mélanger verrerie propre et verrerie déjà utilisée et lavée.
· Utilisation insuffisante des entonnoirs
· Pesées : balances sales, les
réactifs liquides se pèsent aussi. En 2008, on insiste sur la saleté
croissante des balances.
· Utilisation des papiers indicateurs : ne pas tremper ! déposer
une goutte de réactif prise avec une baguette de verre propre sur le ruban de
papier test.
· Utilisation des pipettes Pasteur ou liquipettes
pas assez répandue pour ajouter goutte à goutte.
· Peu d’intérêt pour la justification du protocole (rôle des différentes
opérations, ordre)
· Notions insuffisantes sur la précision des résultats (quelles sont
les sources d'imprécision, comment calculer l'erreur relative, comment en tenir
compte dans l'affichage du résultat avec un nombre raisonnable de chiffres
significatifs.)
·
Certains demandent de la verrerie propre à chaque opération: penser à laver
celle qui a déjà servi, mais attention, en chimie organique, l'eau peut être
à éviter : savoir sécher la
verrerie.
· Quand on dissout un soluté dans un solvant, il faut agiter.
· Certains falsifient les résultats expérimentaux pour les faire
« coller » à ce que les calculs laissent prévoir :
attention ! l’erreur peut être « obligatoire » (produits
impurs…solutions de concentration approximative mais connue avec précision par
le jury). L’honnêteté scientifique est un critère évalué par le jury :
« Rappelons également que les examinateurs sont
parfaitement à même de se rendre compte du manque d’honnêteté intellectuelle de
certains candidats qui indiquent les résultats supposés devoir être obtenus
(qu’il s’agisse de points soi disant expérimentaux ajoutés pour obtenir une
courbe telle que désirée, ou encore la détermination d’un rendement sur un
produit non purifié). »
Sécurité
· Problème de sécurité quand on enfonce la pipette dans la propipette dire
« poire d’aspiration », ou un tube de verre dans un bouchon :
tenir près de l’extrémité qu’on enfonce.
· Rappel 2008 : ne pas sucer le stylo
Chimie organique
· Certains cherchent la concentration des produits organiques liquides
purs : ça n’a pas de sens.
· Ne pas transvaser les liquides purs pour les pipeter
· Trop de graisse sur les rodages
· Absence de pinces de serrage et (ou) de clips dans les montages de chimie
organique et sur les fioles à vide ou alors mis ou enlevés à un mauvais moment.
Il faut attacher fermement le ballon et « mollement » le réfrigérant,
juste pour l’empêcher de basculer.
· Les candidats ne savent pas évaluer la température d’un montage à
reflux : 100°C ?
· Certains ne connaissent pas les montages classiques : distillation,
reflux, Soxhlet, Dean-Stark
· Dean-Stark mal connu, mal branché
· certains confondent
les phases au moment de la décantation (d’où lavage à l’eau d’une phase
aqueuse, ou tentative d’extraction d’une phase organique avec son propre
solvant)
· Il faut savoir à tout moment dans
quelle phase se trouve le produit principal et dans quelle phase les réactifs restants
et les sous-produits.
· Certains ne savent pas sécher un mélange organique : il faut enlever un
maximum de phase aqueuse par décantation d’abord.
· Agitation insuffisante dans les extractions et les lavages, décantation
ampoule bouchée.
· Confusion entre décantation et extraction
· Distillations mal conduites : tête trop grosse ou trop petite.
· Branchement du fritté directement sur le tuyau à vide : NON !!
· Fiole à vide non attachée
· Lavage d’un solide mal fait il faut triturer dans le solvant refroidi, vide coupé. (Rque
MV : triturer OK sur un fritté, mais jamais sur un filtre papier de
Büchner)
· Ne pas mettre la main sur le büchner ou le fritté (ça ne sert à rien et
c’est dangereux), mais on peut l’appuyer en le tenant par le bord
· certains ne savent
pas recristalliser (quantité de solvant ? utilisation d’un montage à
reflux si le solvant n’est pas de l’eau, refroidissement lent pour avoir les
cristaux les plus beaux et purs possible)
· Techniques de distillation, recristallisation, lavage d'une phase
organique, chromatographie mal connues ou mal pratiquées. Comment savoir où est
la phase aqueuse?
· « monticule » de produit sur le banc Kofler, produit poussé avec
le curseur
· Problème si la température de fusion doit être déterminée au banc Kofler
sans référence bibliographique : dans quelle zone étalonner ?
· Certains savent réaliser les opérations mais ne savent pas expliquer la
théorie (Hydrodistillation, recristallisation….)
· Bain glacé avec trop peu de glace : il faut un vrai équilibre (avec
une grande surface de contact) entre la glace et l’eau pour que la température
soit maintenue à
· Confusion entre spectro UV-visible et infrarouge.
· Principe de
· Si un spectre RMN ou IR est fourni, il faut que les réponses concordent
avec le spectre.
· Utilisation insuffisante des constantes de couplage dans les analyses RMN
· Incapacité à utiliser les spectres RMN dans la détermination du rendement.
· Interprétation de la différence des vitesses de migration en CCM.
Commentaires des CCM absents. Rappel insistant en 2008
· Ne pas laver à l’eau le matériel de CCM
(pots, éprouvettes pour préparer l’éluant)
· Jamais de spots avec un corps pur, toujours diluer
avant de déposer.
· Mines : utilisation du degré d’oxydation en chimie organique :
pas conseillé.
Chimie des
solutions
· il faut connaître les indicateurs colorés courants: hélianthine, rouge de
méthyle, bleu de bromothymol, phénolphtaléine.
· Il faut savoir à quel volume s’arrêter au cours d’un dosage (il y a souvent
plusieurs sauts de pH, ne pas s’arrêter au premier, le minimum pour le dosage
d’un acide est d’être arrivé en milieu basique)
· Dans un dosage, sauf indication contraire, il faut faire au moins 2 essais
(un rapide, un précis en « ralentissant » autour de l’équivalence
repérée par le premier) éventuellement un autre si les deux premiers donnent
des résultats non cohérents.
· utilisation de "C1V1 = C2V2"
de façon abusive.
· mauvaise maîtrise des calculs pour préparer une solution diluée à partir
d'une solution mère.
· Calcul des masses molaires faux : bien compter tous les ions (et pas
seulement celui qui va réagir) et les molécules d’eau d’hydratation.
· l’oxydant conjugué du thiosulfate n’est pas connu.
· Détermination d’une constante d’équilibre : préciser la température.
Électrochimie
· connaissance approximative des électrodes, en particulier les électrodes de
référence.
· Le principe physique de la mesure du pH n’est pas connu
· confusion entre le capuchon de l’électrode et le manchon protecteur. De
quoi protège-t-on ?
· rôle du pont salin ou de l’allonge pour l’électrode au calomel dans la
construction des piles.
· interprétation de la pente des courbes de conductimétrie (remplacement
d’une espèce par une autre, plus ou moins mobile)
· La cellule de pHmètre peut être remplacée par deux électrodes séparées.
Elle est constituée de deux électrodes qu’il faut savoir montrer et décrire.
Cinétique
·
Linéarisations mal maîtrisées
·
La détermination d’une constante de vitesse :
indiquer la température
Divers
· certains ne connaissent pas la loi de Beer-Lambert,
· interprétation de la couleur d'une substance colorée.
· Peu de candidats rincent la cuve du spectrophotomètre avec la solution
avant de la remplir pour la mesure.
· Si on passe plusieurs solutions dans la même cuve, aller
de la moins concentrée à la plus concentrée.
· Les candidats ne savent pas utiliser la littérature chimique mise à leur
disposition (Handbook, catalogues de produits) pour déterminer les
caractéristiques physiques et traduire les phrases R et S
Et enfin
· que faire si, au
cours d’une recristallisation, on a mis trop de solvant et que le solide ne
recristallise pas ?
· que faire si après
avoir séché et passé à l’évaporateur rotatif (ne pas dire rotavapor, c’est une
marque), on constate qu’il reste de l’eau ?
· repérage de
l'équivalence par la méthode des tangentes : théoriquement valable
seulement si la courbe est symétrique, mais, en l’absence de courbe dérivée sérieuse,
on le fait quand-même.
· Repérage « informatique » : il faudrait calculer la dérivée
et la dérivée seconde, mais ça n’a de sens que si les points sont très
nombreux, en acquisition automatique en fait.
· Si on utilise la fonction lissage (là encore, valable seulement si on fait
une acquisition quasi-continue, c'est-à-dire exceptionnellement) le graphique
doit faire figurer aussi les points expérimentaux.
Liens vers les
rapports
Mines-Ponts : http://concours-minesponts.telecom-paristech.fr/pages/upload/rapport/rapport.php
Cliquer : « chimie
oral épreuve mixte »
Centrale : http://www.concours-centrale-supelec.fr/CentraleSupelec/2011/PC/rapCS2011PC.pdf
Page 2-42
CCP : pas de
rapport 2011, le 2010 est ici :
http://ccp.scei-concours.fr/cpge/rapport/2010/pc/Rapport_TPChimie.pdf
Cliquer PC, chimie, travaux pratiques
ENS : http://www.ens.fr/IMG/file/concours/2011/PC/pc2011_oral_tp_chimie-ulc.pdf